计算基础底面尺寸

1.轴心荷载

在轴心荷载Fk、Gk作用下,基础底面上的平均压力应小于或等于修正后的地基承载力特征值(图8-9),即

图8-9　轴心荷载作用下的基础

式中 pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值(kPa);

　　fa——修正后的地基承载力特征值(kPa);

　　Fk——相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN);

　　Gk——基础自重和基础上的土重(kN),一般取Gk＝γGdA;

　　γG——基础及回填土的平均重度(kN/m3),一般取γG＝20kN/m3计算;

　　A——基础底面面积(m2);

　　d——基础平均埋深(m)。

基础按地基承载力设计时,轴心荷载作用下的基础底面面积A应满足:

对于独立基础,轴心荷载作用下常采用正方形基础,基础边长为:

对于矩形基础,计算出A后,取b/l＝1.0～2.0,先选定b或l,再计算另一边长。

对于墙下条形基础(l/b≥10),沿基础长度方向取1m作为计算单元,荷载也为相应的线荷载(kN/m),则基础基底宽度为:

最后,确定的基底尺寸b和l均应为100mm的倍数。

2.偏心荷载

当传至基础顶面的荷载除了轴心荷载外,还有弯矩M或水平力V作用时,根据基底压力呈直线分布且不小于零的假定,基底反力呈梯形分布,如图8-10所示。

对于矩形基础,当偏心距e≤l/6时,基底最大、最小压力可按下式计算:

图8-10　偏心受压基础

如图8-11所示,当pkmin＜0或e＞b/6时,pkmax计算式为:

计算除了满足pk≤fa外,还应符合下式要求:

式中 pkmax——相应于荷载效应标准组合时,按直线分布假设计算的基底边缘处的最大压力值;

　　l——垂直于偏心方向的基础边长;

　　b——平行于偏心方向的基础边长;

　　a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离;

　　Mk——相应于荷载效应标准组合时,基础所有荷载对基底形心的合力矩;

　　e——偏心距,e＝Mk/(Fk＋Gk);

　　pkmin——对应于荷载效应标准组合时,基底边缘处的最小压力值。

图8-11　偏心荷载(e＞h/6)基底压力计算

为了保证基础不致过分倾斜,通常要求e≤b/6或pkmin＞0。在中、高压缩性地基上或有吊车的厂房柱基础,e≤b/6;对低压缩性地基上的基础,当考虑短暂作用的偏心荷载时,可放宽至pkmin≤0,但宜将偏心距控制在b/4内。

3.基础高度

基础高度为基础埋深和保护层厚度之差,即h＝d－d0。保护层的厚度d0一般不小于10cm,这是为了防止基础露出地面,遭受人来车往、日晒雨淋的破坏,在基础顶面覆盖一层保护基础的土层。

对于刚性基础,基础高度设计应注意使基础台阶宽高比满足刚性角α要求,以避免刚性材料被拉裂,如砖、砌石或素混凝土基础。